Как работает touch id в iphone. простыми словами

Android 6.0: Fingerprint API и Nexus Imprint

Перейдем к исследованию дактилоскопической аутентификации в устройствах под управлением Android. Разобрав очень удачную реализацию от Apple, посмотрим внимательно на состояние дел в лагере конкурентов.

Первые устройства со встроенными дактилоскопическими датчиками стали появляться довольно давно, еще во времена Android 4.4. На сегодняшний день их уже очень много: это Samsung Galaxy S5, S6, S7, Motorola Moto Z, Sony Xperia Z5, LG G5, Huawei Ascend Mate 7 и последующие, Meizu Pro 5 — и это далеко не все.

При полном отсутствии внешнего контроля производители нагородили такое… в страшном сне не приснится. Например, разработчики HTC One Max экстерном сдали экзамен по курсу «Android за 21 день» и реализовали замечательную систему, которая хранит полноценные копии отпечатков пальцев в публично доступном каталоге в несжатом (не говоря уже о шифровании) формате.

HTC One Max

Пример не единичный. Samsung Galaxy S5 вышел с Android 4.4 на борту. В скором времени хакерам удалось получить доступ к сканеру отпечатков и успешно обойти защиту.

До выхода шестой версии Android производители успели выпустить массу устройств, к которым безграмотно прикрутили датчики отпечатков. Ломать их даже неинтересно, до того там все уныло. Понятно, что долго терпеть такую ситуацию в Google не могли. Они и не стали.

С выходом Android 6.0 в Google не только разработали собственный API для аутентификации по отпечаткам пальцев, но и обновили Compatibility Definition Document, которому обязаны следовать все производители, желающие сертифицировать свои устройства для установки сервисов Google (это очень важный момент, о нем чуть позже).

Настройка сканера отпечатков в Nexus 6P

Итак, чего же требует Google от производителей для получения сертификата соответствия? В отличие от ситуации с обязательным шифрованием на Android 5.0, на сей раз список требований не допускает двойных толкований. Переведем выдержку из официального документа.

А на самом деле в Android до сих пор есть ряд зияющих дыр в безопасности, позволяющих не просто обходить, а обходить на раз плюнуть все эти отпечатки и пароли. Одна из таких дыр — система Android Smart Lock, с помощью которой можно автоматически разблокировать телефон при совпадении некоторых внешних факторов.

К примеру, многие пользователи разрешают автоматическую разблокировку дома, забывая о том, что точность позиционирования далеко не идеальна и понятие «дом» для телефона будет охватывать 80-метровый радиус. Многие активируют разблокировку доверенным устройством Bluetooth или включают псевдобиометрическую разблокировку по снимку лица (обходится довольно легко демонстрацией видеоролика или трехмерной модели).

Что интересно, никакой необходимости в Smart Lock при наличии работоспособного датчика отпечатков нет: экран в любом случае включается и разблокируется нажатием одной кнопки. Почему в Compatibility Definition нет требования отключать Smart Lock при активном датчике отпечатков? Загадка. Но ты можешь использовать эту систему для разблокирования устройства.

Принцип действия сканера

В последнее время технология распознавания отпечатков пальцев применялась только для съемки фантастических фильмов. Сегодня их можно увидеть во многих телефонах. Рассмотрим принцип работы данного сканера. Рисунок кожи на пальцах не повторяется ни у одного человека, даже у близнецов. По такому отпечатку можно найти любого человека при розыске преступников. Оказалось, что данная функция оказывает большую пользу на мобильных устройствах, и защищает их от постороннего доступа.

Сегодня можно найти много видов сканеров, которые действуют по одному принципу. Сканер распознает отпечаток хозяина телефона. При попытке доступа к информации, сканер производит сравнение рисунка пальца с запрограммированным изображением, сохраненным в телефоне. Если произошло полное совпадение, то телефон открывает доступ к файлам. Иначе будет отображена ошибка.

Сканер не проверяет весь рисунок кожи пальца. Контроль происходит только характерных участков. Например, это обрывание отпечатка, его раздвоение или ответвление. Дактилоскопический датчик преобразует изображение в некий шаблон. По определенному алгоритму он осуществляет сравнение расстояния между линиями. Это дает возможность произвести данную процедуру быстрее, по сравнению с анализом всего отпечатка.

Система подтверждает совпадение отпечатка, если совпало около 40% рисунка. Практически этого хватает для определения владельца телефона, и обеспечения безопасности доступа. «Точки Гальтона» или минуции, являются уникальными для кожи всех пальцев.

Насколько высок уровень безопасности

Нельзя говорить о 100% безопасности, так как Touch ID не сканирует весь отпечаток, а проверяет только часть узоров. Это могут быть некоторые особенные ветвления или раздвоения, а также расстояния между кривыми и ровными линиями. Это делается для того, чтобы ускорить и упростить процесс распознавания.

Итак, нужно понимать, что технология Touch ID – это не панацея, а лишь одно из средств, которое может помочь сохранить конфиденциальные данные в целостности и сохранности. Действительно, сканер пальца является полезной функцией, но она скорее создана для удобства, чтобы не вводить пароль, а просто приложить палец к нужному месту и начать пользоваться смартфоном.

Какие есть варианты

Вариантов, как снять отпечатки пальцев дома, много. Можно использовать многие варианты, что под руку попадаются. Так, например, отличным решением станет порошок – пудра крайне удобна для получения четкого следа.

Простой карандаш

Для такого варианта потребуются:

• простой карандаш;
• нож или лезвие;
• чистый лист бумаги.

Для приготовления оптимального средства для снятия отпечатков пальцев дома вам потребуется обычный простой карандаш, который есть у каждого школьника. Из него надо добыть грифель и хорошенько растолочь

Причем важно понимать, что толочь следует максимально мелко, иначе качество отпечатков пострадает

Дальше останется взять поверхность, можно просто лист бумаги, приложить к нему палец, а дальше экспериментировать – посыпьте место нажатия пудрой из карандаша. Потом смахните или сдуйте. А на кожном жире задержатся частички грифеля.

Если есть сажа, можно использовать ее по тому же принципу. А еще по схожей схеме допускается применять и тонер для картриджей, который по сути представляет собой порошок черного цвета.

Медь и блок питания

Надо взять оголенные медные провода и подключить к отдельному блоку питания. Также возьмите банку и наполните ее чистой водой. В нее погрузите медь, подключенную к питанию. В итоге в воде оказываются анод и катод. Медь растворится, а в воде окажется осадок коричнево-черного цвета. Останется слить воду и высушить этот остаток – так у вас получится коричневая пудра.

Дальше действовать надо, как в варианте сверху. Отпечаток при таком методе его взятия получается четким, хорошо различимым, никаких остатков пудры на нем не будет.

Использование скотча

Еще один старый домушный способ снятия отпечатков пальцев предполагает использование скотча – подойдет обычный небольшой ширины.

Достаточно просто взять кусочек клейкой ленты и наклеить ее сверху отпечатка, аккуратно оторвать ее – все, отпечаток сохранен. Причем храниться он так может довольно долго. Такой вариант можно даже сканировать – он будет хорошо различим.

Штемпельная краска

В магазинах, специализирующихся на продаже канцелярии, сегодня предлагают штемпельную краску. С ее помощью можно снять отпечатки так, как это делают в полиции. Из подручных материалов вам понадобятся:

• штемпельная краска;
• лист бумаги.

Достаточно намазать пальцы краской, а затем перенести их на бумагу. Отпечаток получится четкий, видный. Таким же образом можно снять и отпечаток всей ладони целиком. Штемпельная краска с течением времени не высыхает, так что он сохранится надолго.

Тальк или иной порошок

Можно использовать для снятия отпечатков пальцев легкий порошок типа талька. Как вариант, подойдет и обычная женская пудра.

Его следует зачерпнуть немного мягкой кисточкой, после аккуратно провести по месту оставленного отпечатка. После надо взять прозрачную липкую ленту и приклеить поверх отпечатка. Затем все следует аккуратно снять, а на пленочке останется ровный рисунок.

Сканер

Сначала следует хорошенько протереть стекло сканирующего аппарата, чтобы оно было идеально чистым. Затем поставьте на него пальцы рук, чтобы остались отпечатки – их будет хорошо видно на отполированном зеркале.

Дальше вместо крышки положите на отпечатки обычное косметическое зеркало и поставьте на скан. По итогу выйдет очень аккуратный и хорошо различимый отпечаток.

Крем для чистки обуви

Возьмите:

• обычный крем для очищения и покраски обуви;
• обычную поролоновую губку;
• чистый лист.

Сегодня многие кремы как раз продаются с губкой в комплекте. Обмакните ее в крем, разотрите между мальцев, аккуратно заходя по бокам в том числе. После приложите палце к бумаге, нажмите, но не сильно и прокатайте. Аккуратно двигайте им из стороны в сторону. На бумаге останется довольно четкий след.

Карандаш и скотч

Простым карандашом заштрихуйте на чистом белом листе бумаги линии – они должны являть собой цельно полотно. Затем приложите палец и слегка повозите им по заштрихованному полю.

Палец превращается в черный. После надо взять кусочек скотча и с его клейкой стороны прислонить измазанный в карандаше палец. Не забывайте обойти палец со всех сторон. Тогда отпечаток получится видимый и четкий.

Зажигалка и бумага

Можно также попробовать и такой вариант. Возьмите обычный чистый лист бумаги, оставьте на нем отпечаток пальца и прогрейте его зажигалкой. Водите на определенном расстоянии от листа. В процессе нагрева жир будет зажариваться и даст легкий светло-коричневый оттенок, который хорошо заметен на белом листе бумаги.

Как работает сканер отпечатков пальцев?

В настоящее время на рынке существует несколько типов сканеров. Все они работают по одному и тому же принципу – сканер считывает отпечаток владельца смартфона и при попытке разблокировать его сравнивает «рисунок» с тем, который запрограммирован заранее в устройстве. Если отпечаток пальца совпадает, устройство будет разблокировано. В противном случае появится сообщение об ошибке.

Интересно, что сканеры не анализируют весь рисунок отпечатка пальца. Проверяются только некоторые из характерных черт или узоров. Это, например, ветвление, раздвоение или обрывание отпечатков пальцев.

Сканеры преобразуют картинку в темплит (шаблон), и по алгоритму сравнивают расстояние между кривыми и линиями. Это позволяет сделать процесс проверки намного короче, чем если бы вам нужно было проанализировать весь отпечаток пальца.

Алгоритмы подтверждают отпечаток, если примерно 40% минуций совпадает с сохранённым рисунком. На практике, этого достаточно для идентификации конкретного пользователя и обеспечения отказоустойчивости.

Типы сканеров отпечатков пальцев

1. Оптический сканер «снимает» всю панель пальцев и использует CCD-матрицу (как и большинство камер) для этого. В местах, где свет не приходит (гребни), матрица записывает «черные» пиксели, создавая точно отображаемое изображение пальца. Часто оптические сканеры имеют встроенный источник света (обычно светодиодный), чтобы сделать изображение максимально прозрачным.

2. Емкостный сканер – вместо матрицы, используются специальные миниатюрные схемы конденсаторов (ёмкостных датчиков). Когда мы прикладываем палец к этому считывателю, ёмкость отдельных конденсаторов мгновенно меняется. Емкостные сканеры гораздо точнее и эффективнее оптических сканеров, поскольку их сложнее обмануть.

3. Тепловой сканер – он работает аналогично емкостному считывателю, но вместо микроконденсаторов они используют микроскопические тепловые датчики, которые определяют разницу температур между гребнями и долями пальцевой подушки. Такой сканер невозможно обмануть имитацией пальца (т.е. фрагментом с кожным покровом).

4. Ультразвуковой сканер – использует явление дифракции, т. е. отражение и рассеяние звуковых волн. Когда мы прикладываем палец к считывателю он начинает генерировать неслышимые звуки для нас. Поведение звуковых волн в точках контакта «гребня» площадки отпечатка со сканером совершенно иное, чем во «впадинах» (где есть воздух). Это позволяет ультразвуковому сканеру создавать точный отпечаток вашего пальца.

Какой сканер отпечатка пальца лучше?

В настоящее время большинство смартфонов Xiaomi используют ёмкостные считыватели, например популярные Redmi Note 3 или Mi 5. Однако большие надежды связаны с ультразвуковыми сканерами, установленными непосредственно под дисплеем, и, вероятно, эта технология будет наиболее популярна в ближайшем будущем.

Функция Touch ID в смартфоне, хотя и очень безопасна, не гарантируют безопасность на 100%. С помощью правильных технологий и инструментов можно подделать отпечаток пальца, который сможет обмануть сканер.

А как произвести сканирование нового отпечатка пальца на смартфоне Samsung Galaxy?

Далее мы опишем весь процесс регистрации нового отпечатка пальца на примере редакционного смартфона Samsung Galaxy A50 c ОС Android 11.

Внимание: большинство наэкранных сканеров отпечатков пальцев на смартфонах Galaxy хранят в своей памяти только три отпечатка пальцев. В дальнейшем вы можете каждый из них пересканировать заново на «новый палец»

Сам процесс добавления отпечатка пальца в память смартфона состоит из 3 этапов:
1 этап: .
2 этап: .
3 этап: .

1 этап: сканирование нового отпечатка пальца.

1. С экрана приложений запускаем Настройки телефона, нажав на значок «Настройки».

Находясь на основной странице Настроек телефона нужно открыть раздел «Биометрия и безопасность».

Скрин №1 – нажать на иконку «Настройки» на экране приложения. Скрин №2 – на основной странице Настроек телефона нажать на позицию «Биометрия и безопасность».

2. В разделе «Биометрия и безопасность» и нужно войти в подраздел «Отпечатки пальцев», нажав на строчку «Отпечатки пальцев. Добавлены 2 отпечатка пальцев».

Программа, прежде чем допустит вас к настройкам отпечатков пальцев, попросит вас ввести пароль разблокировки, который вы используете при включении телефона. Вводим пароль разблокировки смартфона.

После успешной разблокировки смартфона, находясь в подразделе «Отпечатки пальцев», чтобы начать сканирование «нового пальца» нужно нажать на пункт «Добавить отпечаток пальца +».

Скрин №3 – в разделе ««Биометрия и безопасность» нужно нажать на позицию «Отпечатки пальцев». Скрин №4 – для входа в раздел настроек отпечатков пальцев нужно вначале ввести пароль разблокировки смартфона. После входа в подраздел «Отпечатки пальцев» для начала сканирования нового отпечатка нажать на пункт «Добавить отпечаток пальца +».

3. Далее начнётся процесс сканирования отпечатка пальца.

Касаясь кончиком пальца серого круга наэкранного сканера внизу экрана нужно отсканировать всю поверхность кончика пальца. Чтобы зарегистрировать рисунок отпечатка пальца нужно нажимать на круг всеми сторонами кончика пальца, пока телефон не покажет вам, что вы успешно отсканировали 100% поверхность пальца и «Отпечаток пальца добавлен».

Для сохранения результатов сканирования нужно нажать на кнопку «Готово».

Скрин №5 – для начала сканирования приложите палец к датчику. Скрин №6 – прикладывайте и убирайте палец с датчика, чтобы процент сканирования рос.Скрин №7 – вы уже отсканировали 92% поверхности кончика пальца. Скрин №8 — «Отпечаток пальца добавлен» нажмите на кнопку «Готово».

2 этап: проверка добавленного отпечатка пальца.

4. Сейчас в памяти смартфона зарегистрированы 3 отпечатка пальца:
— Отпечаток пальца Правый;
— Отпечаток пальца 1;
— Отпечаток пальца Левый.

После сканирования отпечатка пальца желательно проверить смартфон на правильную идентификацию отпечатка пальца. Для этого нужно нажать на пункт «Проверьте добавленные отпечатки».

Скрин №9 — нажать на пункт «Проверьте добавленные отпечатки».

5. Для проверки отпечатка пальца в открывшемся окошке «Проверьте добавленные отпечатки» нужно приложить палец к датчику внизу экрана.

Сразу после приложения пальца к датчику появилась надпись «Отпечаток пальца 1».

Это говорит о том, что сканирование прошло успешно и в памяти смартфона он хранится под названием «Отпечаток пальца 1».

Скрин №10 – приложить палец к датчику сканера внизу экрана. Скрин №11 – появилась надпись «Отпечаток пальца 1».

3 этап: переименование отпечатка пальца.

6. Для изменения названия отпечатка «нового пальца» нужно нажать на строчку с его наименованием «Отпечаток пальца 1», которое присвоил ему смартфон.

Для переименования скана нового пальца нужно нажать на строчку с его старым названием.

После этого появится виртуальная клавиатура и вы можете внести новое название скана.

Скрин №12 – нажать на строчку с названием отпечатка пальца, которое было присвоено смартфоном «Отпечаток пальца 1». Скрин №13 – для изменения названия нужно на экране виртуальной клавиатуры нажать на строчку «Отпечаток пальца 1» и внести новое название.

Набираем новое название отпечатка «Указательный».
А для сохранения внесённого изменения нужно нажать на значок «Галочка» на виртуальной клавиатуре внизу экрана.

Вот таким образом мы отсканировали новый отпечаток пальца для разблокировки смартфона, проверили правильность его сканирования и переименовали отпечаток пальца на «Указательный».

Скрин №14 – набираем новое название скана «Указательный». После нажать на кнопку «Галочка». Скрин №15 – вид подраздела «Отпечатки пальцев» с новым третьим отпечатком пальца «Указательный».

Ультразвуковой сканер отпечатка пальца

Ультразвуковые технологии считаются будущем дактилоскопических систем. Принцип действия сканера отпечатков пальцев такого типа построен на получении изображения от возврата отраженных ультразвуковых волн от поверхности кожи. Работа датчика напоминает своеобразный радар для малых дистанций. Генератор на основе пьезоэлемента выпускает звуковые волны в направлении приложенного пальца. В соответствии с рельефом кожи происходит отражение ультразвуковых волн. На ближних частях к сканеру, на выпуклостях рисунка кожи луч рассеивается меньше, возвращаясь с большей энергией, чем попавший в папиллярную впадину. Детектор определяет разность мощности получаемых волн для каждой части сенсорной матрицы, что и дает итоговое изображение.

Преимущество ультразвуковой системы по сравнению с прочими — аппарат «видит» именно разницу плотности и высоты. То есть, приложить к датчику фотографию отпечатка пальца для его обмана будет недостаточно.

Сейчас технология ультразвуковой дактилоскопии разрабатывается только фирмой Quadcom. Именно датчики настоящего производителя устанавливают в топовые линейки смартфонов и планшетов Samsung. Их пока единственный минус в излишне долгом срабатывании. В остальном, ультразвуковая технология дает сплошные плюсы:

• Волны настоящего сенсора легко проникают сквозь любую поверхность (за редким исключением), а значит размещать его можно в любом месте конечного устройства, включая непосредственно за экраном. Последний не окажет практически никакого влияния на получение изображения папиллярных линий.
• В отношении качества результата нет помех в виде грязи или влаги, находящихся между исследуемым объектом и сенсором.
• Можно усилить безопасность на программном уровне определяя кроме внешнего вида кожных покровов внутреннее строение пальца. Настоящий сенсор — изначально представляет собой миниатюрный УЗИ.

Как работает сканер отпечатка пальцев в современном смартфоне

Начать стоит с ответа на вопрос о том, как устроен современный сканер отпечатков пальцев на смартфоне. Это во многом даст пользователю понять, что это не фикция и не маркетинговый ход, а реальный инструмент для защиты личных данных. Сейчас даже сравнительно бюджетные модели получают такие возможности. Не исключено, что вскоре наличие сканера станет must have для любого аппарата, включая смартфоны, планшеты, аудиоплееры и прочее.

Биометрические технологии базируются на измерении уникальных характеристик человека. В данном случае речь идёт об идентификации владельца устройства по отпечаткам пальцев, этот метод защиты мобильных телефонов предполагает использование программных и аппаратных средств, позволяющих распознать владельца девайса и предоставить ему доступ к данным.

Принцип работы дактилоскопического считывателя одинаков вне зависимости от типа датчика. Образец отпечатка сначала сохраняется в памяти устройства, затем при его повторном считывании, например, при попытке разблокировки смартфона или входа в приложение и т. д., данные сопоставляются с заранее заданным образцом. Если будет зафиксировано совпадение, блокировка снимется. Примечательно, что сканеры выполняют анализ не всего рисунка, а только отдельных характерных особенностей, чего достаточно для идентификации владельца девайса и при этом занимает немного времени.

Чтобы понимать, как работает сканер отпечатка пальца на смартфоне, подробнее остановимся на типах модулей:

• Оптический сканер. Работая по принципу фотокамеры, датчик делает снимок, сканирует и распознаёт отпечаток пальца. Он с использованием ПО и особых алгоритмов обнаруживает характерные особенности узора пальца и сравнивает их с характеристиками образца, занесённого ранее в память девайса, на основании чего и принимает решение о совпадении или несовпадении рисунка. В варианте, применённом на iPhone 5s, датчик делает снимок отпечатка при касании к нему пальца, другой тип предполагает создание серии снимков, объединяемых программным способом, как в Samsung Galaxy S Это первые, появившиеся на рынке сканеры, встроенные в смартфоны, и пока самые распространённые, их недостаток в возможности обхода системы защиты путём воссоздания отпечатка.
• Ёмкостный сканер. Системы используют вместо матрицы миниатюрные схемы конденсаторов (ёмкостных датчиков), из-за чего по принципу работы напоминает сенсорные экраны. В памяти устройства сохраняются данные об электрическом заряде и в момент прикосновения к модулю значения сравниваются. Так, идентификация выполняется не по рисунку, а в результате изменений уровней заряда на конденсаторах, поэтому ввести в заблуждение ёмкостный сканер сложнее, при этом он точнее и эффективнее оптического.
• Тепловой сканер. Функционирует практически по тому же принципу, что и ёмкостный считыватель, за исключением того, что здесь используются тепловые датчики, распознающие разницу температур, а не конденсаторы.
• Ультразвуковой сканер. В его работе используется явление дифракции (отражение и рассеивание звуковых волн). Соприкасаясь со сканером, подушечка пальца генерирует звуки, не слышимые ухом. Ультразвуковой считыватель формирует точный отпечаток, основываясь на разных звуках, издаваемых «гребнями» и «впадинами» узора пальца.

Использование сканера отпечатков пальцев

Спереди

Классический вариант расположения сканера. Я бы назвал его «флагманским», ибо именно такое расположение в основном применяется в топовых устройствах. Многие пользователи считают размещение датчика спереди под экраном единственно правильным. Во многом этот стереотип сложился благодаря iPhone — ведь Apple всегда всё делает правильно.

Да и Samsung также применяет именно такое расположение сканера в своих смартфонах. Собственно, если вы фанат одного из лидирующих брендов, то альтернативы у вас в общем-то и нет, особенно в случае с iPhone.

К преимуществам размещения сканера спереди можно отнести в первую очередь удобство использования, когда смартфон лежит на столе или находится в автомобильном держателе. К недостаткам — если управляться со смартфоном одной рукой — прикоснуться к датчику можно только большим пальцем. При этом хват смартфона несколько ослабляется, так как вы тянете большой палец вниз. В этот момент есть риск, что устройство выскользнет из рук. особенно, если вы делаете это на ходу или в спешке. Если вы использете вторую руку, то прикасаться к датчику удобно любым пальцем.